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钢材力学性能是保证钢材终使用性能(机械性能)的重要指标,它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中,根据不同的使用要求,规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标,还有用户要求的高、低温性能等。抗拉强度(σb)试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的大力(Fb),除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度(σb),单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的大能力。屈服点(σs)具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。
硬度指标金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。布氏硬度(HB)用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。
生产制造方法按生产方法不同可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管等。热轧无缝管一般在自动轧管机组上生产。实心管坯经检查并表面缺陷,截成所需长度,在管坯穿孔端端面上定心,然后送往加热炉加热,在穿孔机上穿孔。在穿孔同时不断旋转和前进,在轧辊和顶头的作用下,管坯内部逐渐形成空腔,称毛管。再送至自动轧管机上继续轧制。后经均整机均整壁厚,经定径机定径,达到规格要求。
利用连续式轧管机组生产热轧无缝钢管是较先进的方法。若欲获得尺寸更小和质量更好的无缝管,必须采用冷轧、冷拔或者两者联合的方法。冷轧通常在二辊式轧机上进行,钢管在变断面圆孔槽和不动的锥形顶头所组成的环形孔型中轧制。冷拔通常在0.5~100T的单链式或双链式冷拔机上进行。挤压法即将加热好的管坯放在密闭的挤压圆筒内,穿孔棒与挤压杆一起运动,使挤压件从较小的模孔中挤出。此法可生产直径较小的钢管。
种类无缝钢管按生产方法不同可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管等。按外形分类有圆形管、异形管之分。异形管除方形管和矩形管外,还有椭圆管、半圆管、三角形管、六角形管、凸字形管、梅花形管等。按材质的不同,分为普通碳素结构管、低合金结构管、优质碳素结构管、合金结构管、不锈管等。按专门用途分,有锅炉管、地质管、石油管等。无缝管按GB/T8162-87规定规格:热轧管外径32~630mm。壁厚2.5~75mm。冷轧(冷拔)管外径5~200mm。壁厚2.5~12mm。外观质量:钢管的内外表面不得有裂缝、折叠、轧折、离层、发纹和结疤缺陷存在。这些缺陷应完全掉,后不得使壁厚和外径超过负偏差。钢管的两端应切成直角,并毛刺。壁厚大于20mm的钢管允许气割和热锯切割。经供需双方协议也可不切头。冷拔或冷轧精密无缝钢管
化学成分检验按化学成分和机械性能供应的国产无缝管,进口无缝管按合同规定的有关标准检验钢的化学成分应符合规定。具体分析方法参照《钢铁及合金化学分析方法》的有关部分。分析偏差参照《钢的化学分析用试样及成品化学成分允许偏差》。物理性能检验按机构性能供应的国产无缝管,普通碳素钢按甲类钢制造(但必须保证含硫量不超过0.050%和含磷量不超过0.045%),其机械性能应符合表内所规定的数值。
按水压试验供应的国产无缝管必须保证标准所规定的水压试验。进口无缝管的物理性能检验按合同规定的有关标准进行。主要进出口情况一般无缝管进口量很大。主要进口是德国和日本。欧洲如罗马尼亚、、瑞士、法国、西班牙、捷克、南斯拉夫、匈牙利等国都有进口。还有少量从南美的阿根廷、墨西哥等国进口。从法国和西班牙曾进口少量直径较小而壁薄的无缝管,如183mm,223mm、26.93mm等。执行德国曼内斯曼钢管厂的一般规则。从匈牙利和日本进口的无缝管,在进口索赔案例中,进口无缝管存在的质量问题主要有:化学成分不合格、压扁试验发生劈裂、抗拉强度低、出现严重锈蚀及凹坑等。钢管包装分三种:捆扎、装箱、涂油捆扎或涂油装箱。
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